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【摘要】近几年高考中守恒法运用十分广泛,特别是混合物和反应关系复杂的试题,运用守恒法求解无需考虑反应体系各组分间相互相互反应的过程,也无需考虑变化所经历的途径,只需要考虑反应体系某些组分相互作用后,某种物理量或化学量的始态和终态,能使解题过程简单化,解题效率高效化。
【关键词】守恒思想 质量守恒 电子守恒
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)03-0239-01
守恒思想是自然界最重要的基本定律,是化学反应的基础,近几年高考中守恒法运用十分广泛,特别是混合物和反应关系复杂的试题,运用守恒法求解无需考虑反应体系各组分间相互相互反应的过程,也无需考虑变化所经历的途径,只需要考虑反应体系某些组分相互作用后,某种物理量或化学量的始态和终态,能使解题过程简单化,解题效率高效化,在此就高考中常见的几种守恒思想总结如下,与大家共享:
(一)质量守恒:化学反应是旧化学键的断裂,新化学键的形成,反应前后组成物质的原子种类,个数保持不变,宏观表现为反应前后质量相等,微观表现为反应前后同种元素原子个数相等即原子守恒或离子守恒,适用于连续反应计算,复杂的化学方程式计算和求有机物分子组成的计算。
例1:把NaHCO3和Na2CO3·10H2O混合物共6.56g溶于水制成100mL溶液,测得溶液中C(Na+)=0.5mol/L,若將等质量的该混合物加热到质量不再改变为止,则其质量减少( )
A 3.91g B 2.56g C 5.6g D 1.21g
分析:把混合物加热到质量不再改变为止,最后全部生成Na2CO3,同为混合物加热前后
Na+的物质的量守恒,抓住这一关键即可解题:
n(Na+)=0.5mol/L*0.1L=0.05mol
则n(Na2CO3)=0.05/2=0.025mol
m(Na2CO3)=0.025mol*106g/mol=2.65g
原混合物减少6.56g-2.65g=3.91g
(二)得失电子守恒: 氧化还原反应中,氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数,该方法试用于氧化还原反应中计算,解题步骤为:首先确定氧化剂,还原剂及其物质的量以及每摩尔得失电子的物质的量,然后根据得失电子守恒,列等式即可求解
例2:将5.2g纯铁溶于过量的稀硫酸中,在加热条件下用2.53gkNO3氧化溶液中的Fe2+成为Fe3+,并同时生成Nox,待反应完全后,剩余的Fe2+离子需12.00ml,0.3mol/L的KMnO4才能完全氧化,求X值?(已知KMnO4中的Mn被还原为+2价)
分析:KMnO4 中的Mn 由 +7到+2,得电子的物质的量:5*0.012L*0.3 mol/L
KNO3中的 N由 +5到+2x 得电子的物质的量(5-2x)*2.53/101 g/mol
FeSO4中的Fe由+2到+3 失电子的物质的量5.21g/56 g/mol
得5.21g/56 g/mol=(5-2x)*2.53/101 g/mol+0.012L*0.3mol/L*5
X=1
(三)电荷守恒:在电解质溶液中,所有阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数,此法在解决溶液中离子浓度计算,离子浓度大小有广泛应用。
例3:在1L混合溶液中,含SO42-为0.00025mol,cl-为0.0005mol,NO3- 0.00025mol,
Na+为0.00025mol,其余为H+,则H+的物质量浓度为____
分析:由电荷守衡:
C(SO42-)*2+C(Cl-)*1+C(NO3-)*1=(Na+)*1+C(H+)*1
C(H+)=0.00075mol/L
(四)浓度守恒:同一物质在相同条件下浓度为定值,所以处于一定温度下的饱和溶液,无论是蒸发溶剂还是析出晶体,饱和溶液浓度保持不变,此法适用于溶解度,饱和溶液浓度及结晶量计算。
例4:向一定温度下的饱和NaOH 中投入Na2O2,恢复到原温度,下列说法正确的是( )
A.有晶体析出,放出氢气 B. 溶液PH值增大 C.溶液中Na+个数不变 D.溶液中OH-浓度不变
解析:因过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,原来氢氧化钠已经饱和,饱和的烧碱溶液中的溶剂水会减少,原饱和溶液有晶体氢氧化钠析出,所剩余溶液还是饱和溶液,但由于水的减少,原来饱和溶液中Na+、OH-的数目减少,温度不变时,溶液中离子的浓度不变。
(五)体积守恒:对于有气体参加的反应,如果反应前后气体的物质的量不变即为气体守恒,此法适用于有机物燃烧和化学平衡等试题。
例5 120度 101Kpa,某烃CxHy完全燃烧,燃烧前后体系压强不变,则x值不可能为:
A. 1 B .2 C.3 D.4
解析:CxHy+(x+y/4)O2 →xCO2+y/2 H2O,在120℃时 H2O是气态.
体积不变:1+(x+y/4)=x+ y/2 ,解得y=4且(x+y/4)≤4
CxH4 且x≤3
所以x不可能为4
例6:对于某可逆反应 2A(g)+4B(g)4C(g)+XD(g),增大压强A的百分含量由15%降低到10%,则X值为_________.
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:分析增大压强A的百分含量由15%降低到10%,A的体积减小,可知平衡正向移动说明2+4>4+X所以X=1
以上是本人在实际教学过程中在一点感悟,希望对同学们学习化学有些许帮助,祝同学们进步。
【关键词】守恒思想 质量守恒 电子守恒
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)03-0239-01
守恒思想是自然界最重要的基本定律,是化学反应的基础,近几年高考中守恒法运用十分广泛,特别是混合物和反应关系复杂的试题,运用守恒法求解无需考虑反应体系各组分间相互相互反应的过程,也无需考虑变化所经历的途径,只需要考虑反应体系某些组分相互作用后,某种物理量或化学量的始态和终态,能使解题过程简单化,解题效率高效化,在此就高考中常见的几种守恒思想总结如下,与大家共享:
(一)质量守恒:化学反应是旧化学键的断裂,新化学键的形成,反应前后组成物质的原子种类,个数保持不变,宏观表现为反应前后质量相等,微观表现为反应前后同种元素原子个数相等即原子守恒或离子守恒,适用于连续反应计算,复杂的化学方程式计算和求有机物分子组成的计算。
例1:把NaHCO3和Na2CO3·10H2O混合物共6.56g溶于水制成100mL溶液,测得溶液中C(Na+)=0.5mol/L,若將等质量的该混合物加热到质量不再改变为止,则其质量减少( )
A 3.91g B 2.56g C 5.6g D 1.21g
分析:把混合物加热到质量不再改变为止,最后全部生成Na2CO3,同为混合物加热前后
Na+的物质的量守恒,抓住这一关键即可解题:
n(Na+)=0.5mol/L*0.1L=0.05mol
则n(Na2CO3)=0.05/2=0.025mol
m(Na2CO3)=0.025mol*106g/mol=2.65g
原混合物减少6.56g-2.65g=3.91g
(二)得失电子守恒: 氧化还原反应中,氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数,该方法试用于氧化还原反应中计算,解题步骤为:首先确定氧化剂,还原剂及其物质的量以及每摩尔得失电子的物质的量,然后根据得失电子守恒,列等式即可求解
例2:将5.2g纯铁溶于过量的稀硫酸中,在加热条件下用2.53gkNO3氧化溶液中的Fe2+成为Fe3+,并同时生成Nox,待反应完全后,剩余的Fe2+离子需12.00ml,0.3mol/L的KMnO4才能完全氧化,求X值?(已知KMnO4中的Mn被还原为+2价)
分析:KMnO4 中的Mn 由 +7到+2,得电子的物质的量:5*0.012L*0.3 mol/L
KNO3中的 N由 +5到+2x 得电子的物质的量(5-2x)*2.53/101 g/mol
FeSO4中的Fe由+2到+3 失电子的物质的量5.21g/56 g/mol
得5.21g/56 g/mol=(5-2x)*2.53/101 g/mol+0.012L*0.3mol/L*5
X=1
(三)电荷守恒:在电解质溶液中,所有阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数,此法在解决溶液中离子浓度计算,离子浓度大小有广泛应用。
例3:在1L混合溶液中,含SO42-为0.00025mol,cl-为0.0005mol,NO3- 0.00025mol,
Na+为0.00025mol,其余为H+,则H+的物质量浓度为____
分析:由电荷守衡:
C(SO42-)*2+C(Cl-)*1+C(NO3-)*1=(Na+)*1+C(H+)*1
C(H+)=0.00075mol/L
(四)浓度守恒:同一物质在相同条件下浓度为定值,所以处于一定温度下的饱和溶液,无论是蒸发溶剂还是析出晶体,饱和溶液浓度保持不变,此法适用于溶解度,饱和溶液浓度及结晶量计算。
例4:向一定温度下的饱和NaOH 中投入Na2O2,恢复到原温度,下列说法正确的是( )
A.有晶体析出,放出氢气 B. 溶液PH值增大 C.溶液中Na+个数不变 D.溶液中OH-浓度不变
解析:因过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,原来氢氧化钠已经饱和,饱和的烧碱溶液中的溶剂水会减少,原饱和溶液有晶体氢氧化钠析出,所剩余溶液还是饱和溶液,但由于水的减少,原来饱和溶液中Na+、OH-的数目减少,温度不变时,溶液中离子的浓度不变。
(五)体积守恒:对于有气体参加的反应,如果反应前后气体的物质的量不变即为气体守恒,此法适用于有机物燃烧和化学平衡等试题。
例5 120度 101Kpa,某烃CxHy完全燃烧,燃烧前后体系压强不变,则x值不可能为:
A. 1 B .2 C.3 D.4
解析:CxHy+(x+y/4)O2 →xCO2+y/2 H2O,在120℃时 H2O是气态.
体积不变:1+(x+y/4)=x+ y/2 ,解得y=4且(x+y/4)≤4
CxH4 且x≤3
所以x不可能为4
例6:对于某可逆反应 2A(g)+4B(g)4C(g)+XD(g),增大压强A的百分含量由15%降低到10%,则X值为_________.
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:分析增大压强A的百分含量由15%降低到10%,A的体积减小,可知平衡正向移动说明2+4>4+X所以X=1
以上是本人在实际教学过程中在一点感悟,希望对同学们学习化学有些许帮助,祝同学们进步。